地基处理与加固读书报告.docx
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地基处理与加固读书报告
地基处理与加固
——读书报告
姓 名:
专 业:
学 号:
指导老师:
2014年4月
目录
水泥粉煤灰碎石桩法1
一、起源1
二、原理2
1、褥垫层作用2
2、桩的作用2
三、特点与适用范围2
四、设计计算3
五、施工工艺4
六、施工设备7
七、质量检验8
八、工程实例8
1、工程概况9
2、场地工程地质情况9
3、CFG桩复合地基设计9
4、效果9
柱锤冲扩桩法10
一、起源10
二、原理11
1、冲击荷载作用分析11
2、柱锤冲孔的侧向挤密作用11
3、孔内强力夯实的作用机理12
4、填料冲扩的二次挤密效应及嵌入作用13
5、桩身填料的物理化学作用13
6、复合地基作用14
三、特点与适用范围14
四、设计计算15
五、施工工艺15
1、成孔作业16
2、填料成桩16
3、施工注意事项17
六、施工设备17
七、质量检验18
1、检验方法18
2、检测时间18
3、载荷板试验19
4、静力触探19
5、其他19
八、工程实例19
1、工程概况19
2、地质概况19
3、地质评价20
4、地基加固方案论证20
5、地基加固设计20
水泥粉煤灰碎石桩法
一、起源
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称。
它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起组成复合地基,如图1所示。
图1 CFG桩复合地基示意图
我国从70年代起就开始利用碎石桩加固地基,在砂土、粉土中消除地基液化和提高地基承载力方面取得了令人满意的效果。
后来逐渐把碎石桩的应用范围扩大,用到塑性指数较大、挤密效果不明显的粘性土中,以期提高地基的承载能力。
然而大量的工程实践表明:
对这类土采用碎石桩加固,承载力提高幅度不大。
其根本原因在于:
碎石桩属散体材料桩,本身没有粘结强度,主要靠周围土的约束来抵抗基础传来的竖向荷载。
土体越软,对桩的约束作用越差,桩传递竖向荷载的能力越弱。
CFG桩复合地基试验研究是建设部“七五”计划课题,于1988年立项进行试验研究,并开始应用于工程实践。
1992年建设部组织鉴定了CFG桩复合地基试验研究成果,专家们一致认为:
该成果具有国际领先水平,推广意义很大。
1994年CFG桩复合地基成套技术被建设部列为全国重点推广项目,被国家科委列为国家级全国重点推广项目。
1997年被列为国家级工法,并制定了中国建筑科学研究院企业标准,现已列入国家行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002。
为了进一步推广这项新技术,国家投资对施工设备和施工工艺进行了专门研究,并列入“九五”国家重点攻关项目,1999年12月通过国家验收。
该技术已在全国23个省、市广泛推广应用,据不完全统计,该技术已在1000多个工程中应用。
和桩基相比,由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力,工程造价一般为桩基的1/3~1/2,经济效益和社会效益非常显著。
特别是近几年来,该技术已在北方地区的高层建筑地基处理中应用,仅就目前北京和河北地区的不完全统计,已有近300余栋高层建筑地基处理采用了CFG桩加固技术,其中绝大多数为20~30层,31~35层的超高层建筑有15幢。
由于CFG桩复合地基技术具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低廉的特点,目前已成为北京及周边地区应用最普遍的地基处理技术之一。
二、原理
水泥粉煤灰碎石桩是由水泥粉煤灰碎石桩、桩间土和褥垫层构成的一种复合地基。
CFG桩和桩间土一起,通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作。
其加固机理是:
当基础承受垂直荷载时,桩和桩间土均会发生沉降变形,桩的变形模量(Es)远比土的变形模量大,也就是桩的变形比土小,桩在受力后向上位移,刺入基础下部设置的一定厚度的褥垫层中,垫层被不断调整并与桩间土良好接触,从而基础通过褥垫层也与桩间土保持良好接触,由此,桩间土与桩协同工作形成了一个复合地基的受力整体,共同承担上部基础传来的荷载。
由于桩的作用使复合地基承载力提高,变形减小,再加上CFG桩不配筋,桩体采用工业废料粉煤灰作掺和料,大大降低了工程造价。
CFG桩地基通过改变桩长、桩距、褥垫厚度和桩体混合料配比,可使复合地基承载力幅度的提高有很大的可调性。
综合来看,CFG桩复合地基具有沉降变形小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特点,是一种有效的复合地基处理技术,非常适用于高层建筑的地基处理,得到越来越广泛的应用。
1、褥垫层作用
1)调整桩与桩间土之间竖向荷载及水平荷载的分担比例。
设置褥垫层后,可以保证基础通过褥垫层的塑性调节作用将部分荷载传到桩间土上,从而达到桩土共同承担荷载的目的。
竖向荷载在桩与桩之间的分配比例与置换率、桩类型和褥垫层厚度有很大关系,其中褥垫层厚度是最重要的因素。
并在一定条件下,当增加褥垫层的厚度时,在桩顶应力不变的情况下,可以使褥垫层与桩顶接触的局部产生更大的压缩,基础和褥垫层整体向下的位移量和桩间土压缩量便会加大,从而提高了桩间土的荷载分担比例;若减小褥垫层的厚度时,则会提高桩的竖向荷载分担比例。
2)减少和减缓基础底面的应力集中。
垫层厚度H=0时,桩对基础底板的应力集中很显著,设计时应考虑桩对基础底板的冲切破坏。
随着厚度的增加,应力集中现象越来越不明显,当厚度增加至一定程度,基底反力即为天然地基的反力分布。
2、桩的作用
1)承担基础传来的竖向水平荷载;
2)对地基土产生一定的挤密作用;
3)排水作用;
4)预震作用。
三、特点与适用范围
1)CFG桩单桩的承载力主要来自全桩长摩阻力及桩端承载力,而碎石桩的承载力主要靠桩顶以下有限长度范围内桩周土的侧向约束。
同等置换率条件下,使用CFG桩承担的荷载占总荷载比值为碎石桩的1倍~2倍。
2)CFG桩复合地基承载力提高幅度有较大的可调性,可提高4倍或更多。
3)CFG桩复合地基强度和模量比较均匀,对上部结构受力、受力结构抗震等极为有利。
4)CFG桩复合地基是通过在桩和基础间设置柔性褥垫层,使调整桩土相对变形的问题从根本上得到解决。
5)与素混凝土桩比,CFG桩加固后形成的复合地基不仅能获得较高的承载力(与素混凝土桩相近),同时由于压缩模量增大而显著降低了荷载作用下的变形,使建筑物的沉降短期内趋向稳定。
6)CFG桩复合地基处理比素混凝土桩地基处理费用节约20%~30%,经济效益明显,且利用了“二废”(即粉煤灰和石屑),获得了较好的社会效益。
本工法适用于建(构)筑物基础桩和基坑的支护桩,也可作为复合地基或防水帷幕使用。
适用地层为杂填土、素填土、可塑到软塑的粉土、粉质粘土、软土,砂粘土、粉土、卵石层等。
采用特殊钻头也可进入强、中风化岩层。
不受地下水位的限制,即使在潜水面以下的中粗砂层,由于采用连续压灌混凝土工艺,也能顺利成桩。
特别适宜于钻孔桩、沉管桩和静压桩不适宜的易坍塌、扩缩径、流砂、怕扰动的地层、湿陷性黄土等复杂地质条件。
四、设计计算
根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)相关规定有:
1)水泥粉煤灰碎石桩可只在基础范围内布置,桩径宜取350~600mm。
2)桩距应根据设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺等确定,宜取3~5倍桩径。
3)桩顶和基础之间应设置褥垫层,褥垫层厚度宜取150~300mm,当桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值。
4)褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等,最大粒径不宜大30mm。
5)水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载力特征值,应通过现场复合地基载荷试验确定,初步设计时也可按下式估算:
(1)
式中
——复合地基承载力特征值(kPa);
——面积置换率;
——单桩竖向承载力特征值(kN);
——桩的截面积(m2);
——桩间土承载力折减系数,宜按地区经验取值,如无经验时可取0.75~0.95,天然地基承载力较高时取大值;
——处理后桩间土承载力特征值(kPa),宜按当地经验取值,如无经验时,可取天然地基承载力特征值。
6)单桩竖向承载力特征值凡的取值,应符合下列规定:
(1)当采用单桩载荷试验时,应将单桩竖向极限承载力除以安全系数2;
(2)当无单桩载荷试验资料时,可按下式估算:
(2)
式中
——桩的周长(m);
——桩长范围内所划分的土层数;
、
——桩周第
层上的侧阻力、桩端端阻力特征值(kPa),可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007有关规定确定;
——第
层土的厚度(m)。
7)桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求:
(3)
式中
——桩体混合料试块(边长150mm立方体)标准养护28d立方体抗压强度平均值(kPa)。
8)地基处理后的变形计算应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定执行。
复合土层的分层与天然地基相同,各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的
倍,
值可按下式确定:
(4)
式中
——基础底面下天然地基承载力特征值(kPa)。
变形计算经验系数
根据当地沉降观测资料及经验确定,也可采用表1中的数值。
表1 变形计算经验系数
(MPa)
2.5
4.0
7.0
15.0
20.0
1.1
1.0
0.7
0.4
0.2
注:
为变形计算深度范围内压缩模量的当量值应按下式计算:
(5)
式中
——第
层土附加应力系数沿土层厚度的积分值;
——基础底面下第
层土的压缩模量值(MPa),桩长范围内的复合土层按复合土层的压缩模量取值。
9)地基变形计算深度应大于复合土层的厚度并符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007中地基变形计算深度的有关规定。
五、施工工艺
水泥粉煤灰碎石桩的施工,应按设计要求和现场条件选用相应施工工艺,并应按照国家现行有关规范执行:
(1)长螺旋钻孔灌注成桩,适用于地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土地基;
(2)泥浆护壁钻孔灌注成桩,适用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石(砾)石土及风化岩层分布的地基;
(3)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩,适用于粘性土、粉土、砂土等地基,以及对噪音及泥浆污染要求严格的场地;
(4)沉管灌注成桩,适用于粘性土、粉土、淤泥质土人工填土及无密实厚砂层的地基。
长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工和沉管灌注成桩施工除应执行国家现行有关规范外,尚应符合下列要求:
(1)施工时应按设计配比配置混合料,投入搅拌机加水量由混合料塌落度控制,长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的塌落度以为180-200mm,沉管灌注成桩施工的塌落度宜为30-50mm,成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm;
(2)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后,应准确掌握提拔钻杆时间,混合料泵送量应同拔管速度相配合,以保证挂内有一定高度的混合料,遇到饱和砂土或饱和粉土层,不得停泵待料;沉管灌注成桩施工拔管速度应按均匀线速度控制,拔管线速度应控制在1.2-1.5m/min左右,如遇淤泥或淤泥质土,拔管速度可适当放慢;
(3)施工时,桩顶标高应高出设计桩顶标高,高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和成桩顺序等综合确定,一般不应小于0.5m;
(4)成桩过程中,抽样做混合料试块,每台机械一天应做一组(3块)试块(边长为150mm的立方体),标准养护28d,测定其抗压强度;
(5)沉管灌注成桩施工过程中应观测新施工桩对已施工桩的影响,当发现桩断裂并脱开时,必须对工程桩逐桩静压,静压时间一般为3min,静压荷载以保证使断桩接起来为准。
复合地基的基坑可采用人工或机械、人工联合开挖。
机械、人工联合开挖时,予留人工开挖厚度应由现场开挖确定,以保障及械开挖造成桩的断裂部位不低于基础底面标高,且桩间土不受扰动。
褥垫层铺设宜采用静力压实法,当基础底面下桩间土的含水量较小时,也可采用动力夯实法。
施工中桩长允许偏差为100mm,桩径允许偏差为20mm,垂直度允许偏差为1%.对满堂布桩基础,桩位允许偏差为0.5倍桩径;对条形基础,垂直于轴线方向的桩位允许偏差为0.25倍桩径,顺轴线方向的桩位允许偏差为0.3倍桩径,对单排布桩桩位允许偏差不得大于60mm。
具体工艺流程如下:
1.测量放样
利用全站仪或GPR定位系统测放出路的中线及边线,再根据图纸桩的布置要求,放出每根桩的桩点,桩点洒白灰标设,并在中心点插上竹签或木桩标示。
2、桩机就位、对中
钻机定位时,要求把场地平整好,将钻机水平安放,保持钻杆垂直,其垂直度偏差不得大于1.0%,并将钻头对准孔位中心,偏差不能超过50mm,保证钻杆与钻孔方向一致。
3、钻进成孔
根据图纸所示地质图,结合实际钻出的地质情况,随时制定钻机钻进的速度,并控制好电机的电流,同时观察钻杆的垂直度,以防钻杆发生倾斜而导致桩号偏位。
在钻进的过程中,一定要详细做好记录。
若在钻进过程中发生有异常情况,一定停止,并向上级部门报告进行处理。
4、灌注与拔管
钻至设计标高后,先将钻头提升一定的高度,让钻头滑瓣打开,再进行混凝土的灌注,等混凝土到达孔底后再提升钻杆。
绝不能出现先提升钻头就泵料而形成在水中灌注混凝土的情况。
而且控制好灌注混凝土的速度,使其灌注速度与提升钻杆的速度相配合,做到灌注与提升两均匀,保证钻头要埋入混凝土内一定深度。
若钻头露出混凝土灌注,会出现断桩现象。
当遇到有砂土、粉土的地质段,在这些土层内一定要连续灌注,不能出现停工待料的现象,以防出现桩身缩径、断桩和夹泥等情况。
灌注长度一定要高于设计桩顶标高,高于设计桩顶的桩体叫保护桩,根据桩顶距地面的高度不同,保护桩长度也不同,一般为50cm~100cm。
若桩顶离地面较深,保护桩也灌注得稍长些。
5、排土清运
钻出的泥土要有专人清运,随钻随清,以保证有足够的工作面。
6、桩头的凿除
桩施工完毕并清挖桩间土后,要对桩头进行严格凿除。
凿除时切忌不能用大锤直接打击桩头,先用3根钢钎呈120°角两面对称凿掉大部分桩头后,再用小钢钎将桩顶凿平,桩顶一定要水平并清理干净,不能残留浮浆。
CFG桩施工工艺流程图
六、施工设备
CFG桩施工设备
序号
机械设备
名称
型号及
规格
额定功率(KW)
备注
1
长螺旋钻机
ZKL800BD/JKL20
200KW
2
高压砼输送泵
HBT60
90KW
3
双涡砼搅拌机
JS500
50KW
现场搅拌混凝土时
4
配料机
PL1200
30KW
现场搅拌混凝土时
5
电焊机
BS1-330
30KW
6
经纬仪
ET-02
7
水准仪
DSC320
8
手推车
运输弃土
长螺旋钻机:
(1)型号ZKL800BD,功率200KW,最大成孔深度25米,成孔直径400mm-600mm,公司目前工地常用。
这种钻机在基坑内施工时停机作业面要求基坑边距离边桩中心最小距离为1.5米。
(2)型号JKL20,功率200KW,最大成孔深度20米,成孔直径400mm,高压混凝土输送泵:
型号HBTS60,输送距离不大于80米。
七、质量检验
根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)相关规定有:
1)施工质量检验主要应检查施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度、夯填度和桩体试块抗压强度等。
2)水泥粉煤灰碎石桩地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基载荷试验。
3)水泥粉煤灰碎石桩地基检验应在桩身强度满足试验荷载条件时,并宜在施工结束28d后进行。
试验数量宜为总桩数的0.5%~1%,且每个单体工程的试验数量不应少于3点。
4)应抽取不少于总桩数的10%的桩进行低应变动力试验,检测桩身完整性。
CFG桩质量检验方法有:
1、低应变反射波法是目前使用较为广泛的低应变动力检测方法,其基本原理是一维杆件的波动理论,通过在桩顶施加激振信号产生应力波,该应力波沿桩身传播过程中,遇到不连续界面(如蜂窝、夹泥、离析、断裂等缺陷)和桩底面时,将产生反射波。
低应变检测就是通过分析反射波的传播时间、幅值、波形特征和频谱等信息来分析基桩的完整性和判定缺陷的程度及位置。
2、单桩竖向抗压静载试验通过在桩顶施加荷载以及观测桩的沉降量来确定单桩竖向的承载力。
抗压静载试验能够提供明确的单桩竖向极限承载力标准值的数据,为桩基工程设计的依据。
静载试验的加载反力装置可根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重平台反力装置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置。
加载应分级进行,采用逐级等量加载;分级荷载为最大加载量或极限承载力的1/10,其中第一级取分级荷载的2倍。
每级荷载施加后按要求测读沉降量,当桩顶沉降速率达到相对稳定标准时,再施加下一级荷载。
卸载应分级进行,每级卸载量取分级荷载的2倍,逐级等量卸载。
3、钻芯法采用钻机在符合规范要求的钻孔位置进行钻孔取芯。
钻芯法适用于检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性,判定或鉴别桩端持力层岩土性状。
八、工程实例
CFG桩复合地基技术以其用材经济、施工快捷、加固效果良好等优点,在工程上得到了广泛的应用。
经过十多年的研究和推广应用,在我国的基本建设中起到了非常重要的作用,就目前掌握的资料,CFG桩复合地基可加固从多层建筑到30层以下的高层建筑,而且加固后效果稳定良好。
1、工程概况
某商住楼由某房地产开发有限公司开发,原设计主楼22层,设一层地下室,地下室垫层顶距相邻多层首层平面高差610m,基础采用人工挖孔扩底桩,基础于2000年施工完毕。
2001年4月对该工程进行钻孔抽芯发现,该桩基工程存在严重质量问题,桩基已不能按原设计使用。
根据专家鉴定、补勘、静载试验后,决定在考虑利用基桩剩余承载力的基础上充分利用场地的Q3粉质粘土,使用CFG桩对该基础工程进行处理。
更改设计后,主楼为一栋25层(主层23层,装饰2层)高层建筑,框剪结构,附楼设计为6层。
2、场地工程地质情况
[1-1]杂填土,结构松散;
[1-2]淤泥质土,饱和,软一流塑状,顶面埋深11.6~41.5m;
[2-1]粉质粘土,饱和,软塑状,顶面埋深21.9~61.0m;
[2-2]粉质粘土,饱和,可塑状,局部偏硬塑,顶面埋深41.0~71.9m;
[3-1]粉质粘土,饱和,硬塑状,局部偏软塑,顶面埋深3.0~14.1m;
[3-2]含砾粘土,饱和,硬塑状,局部可塑,顶面埋深18.4~24.0m;
[4-1]中风化角砾灰岩,裂隙发育,岩石较破碎,具有溶蚀现象,顶面埋深21.8~28.7m;
[4-2]微风化角砾灰岩,角砾结构,致密块状结构,岩芯较完整,见轻微溶蚀现象,顶面埋深23.5~33.4m。
3、CFG桩复合地基设计
考虑到CFG桩复合地基承载力较高,压缩模量较大,沉降变形较小,施工安全快捷,工程造价底,设计在原人工挖孔扩底桩间增补四种CFG桩,与桩间土([2-1]土层或[3-1]土层)形成复合地基。
CFG桩复合地基以[3-2]层含砾粘土上部为桩端持力层;选择[2-1]土层或[3-1]土层为基础持力层,[2-1]土层为粉质粘土,饱和,软塑状,承载力标准值fk=90kPa;最小桩间距1.40m(等于315倍桩身直径);桩身混凝土强度等级C20;垫层厚度为30cm。
4、效果
1、主楼最大沉降10.44mm,相邻两点最大沉降差4.82mm,平均沉降7.72mm,说明沉降很小,且均匀。
建筑物在结构完工后,就达到了《建筑变形测量规程》进入稳定状态的要求(速率≤0.04mm/日),以后装修、装璜中其沉降仍然很小,建筑物仍在稳定状态之下。
此证明该建筑物地质、基础及建筑质量均较好。
2、附楼最大沉降13.38mm,相邻两点最大沉降差13.34mm,平均沉降4.33mm,其值很小,虽存在微小下沉,但比较均匀。
建筑物主体封顶后,也进入了稳定状态。
柱锤冲扩桩法
一、起源
我国人口众多,土地资源有限,人均耕地仅为世界平均数的1/10。
在进行大规模建设时,必须节约和少占耕地,尽量利用各种“不毛”之地,如淤泥、软土、回填土、砂基、垃圾坑、废料堆场以及深厚湿陷性黄土等不良地基。
做好各类软弱地基的加固处理,确保各种建筑物建造质量,使其安全而耐久地使用。
在建筑地基处理的技术中,由司炳文高级工程师发明创造的柱锤冲扩桩处理专利技术,能大量消耗建筑及工业垃圾,利用各种无机固体废料进行地基加固处理,减少环境污染,变废为宝。
他先后获得了柱锤冲扩桩处理技术、孔内灌注强夯混凝土桩等8项国家发明专利,并获得北京市优秀发明奖和发明家等荣誉称号。
这项建筑地基处理技术受到北京市建筑委员会、环境保护局、科技委员会等领导部门的高度重视。
北京市建筑委员会于1994年2月专门组织了专家鉴定会,对这项地基处理技术进行了认知的审查鉴定。
会议对这项技术给予很高评价,认为柱锤冲扩桩处理技术具有承载力搞,抗液化能力强,地基沉降变形小的优点,处理后地基的不均匀性得到改善,能充分保证建筑物的安全使用。
构思新颖,工艺独特,适合国情,技术水平属国内外首创。
该技术有明显的社会和经济效益,有广阔的应用前景,是应重点全面推广的新技术。
此后,这项新技术在大量的工程实践中被广泛应用,同时也是在各种复杂场地技术下对这项技术的适用性、安全可靠性进行检查验证。
由于柱锤冲扩桩处理技术的有效性,在许多工程中都取得了成功,受到了广泛赞扬,并且进一步积累了经验和不断改进提高,使其更加成熟。
1998年8月16日在西安,由中国标准化协会湿陷性黄土委员会和中国老教授协会土木建筑专业委员会联合组织了同行专家的技术评审会,对柱锤冲扩桩处理技术的新成果、新进展再度进行专家评审鉴定。
这项技术成果受到与会专家的一致好评,并给予了充分肯定。
会议认为:
在1994年北京市建委组织的鉴定会之后,这项技术又先后在数十项地基处理工程中广泛使用,特别是陕西、河南等黄土地区,在大型电厂工程的冷却塔、主厂房、烟囱、高层住宅以及大型储罐等重要工程中的应用,消除了深层黄土地基的湿陷性,大幅度提高了地基承载力,降低了地基压缩性,地基处理效果显著,取得了很大的成功。
目前,这项技术更趋成熟、完善,其社会、经济和环境效益更为显著。
同时由于它能大量消纳建筑及工业垃圾,变废为宝,也是一项具有绿色工程性质的地基处理技术。
鉴定会与会专家一致认为,这是一项成熟技术,可以在全国推广使用。
工程实践证明,柱锤冲扩桩处理技术已在我国建筑工程中发挥了强大的威力,为民造福,为国增光。
我们相信,随着这项技术今后在全国更广泛地推广应用,这项具有绿色工程特征的技术瑰宝一定会更加灿烂夺目。
二、原理
1、冲击荷载作用分析
柱锤冲扩桩法施工中,柱锤对土体的冲击速度可达1~25m/s。
这种短时冲击荷载对地基土是一种撞击作用,冲击次数愈多,成孔愈深,累积的夯击能就愈大。
柱锤冲扩桩法所用柱锤的底面积小,柱锤底静接地压力值普遍大于100kPa,最高可达500kPa以上;而强夯锤底静接地压力值仅为25~40kPa。
柱锤冲扩桩法柱锤的单位面积夯击能可达600~5000kN·m/m2,与同比条件下强夯比较,是一般强夯单位面积夯击能的10~20倍。
用柱锤冲击成孔时,冲击压力远远大于土的极限承载力,从而使土体产生冲切破坏,即孔侧土受冲切挤压,孔底土受夯击冲压,对桩间及桩底土均起到夯实挤密的效应。
柱锤冲孔时,地基土受力情况如图1所示。
其中,qs为柱锤作用在孔壁上侧向切应力;Px为冲孔时侧向挤压力;Pd是柱锤冲孔引起的锤底冲击压力,Pd的大小与夯击能、成孔深度、土质等有关。
图1 柱锤冲孔时地基土受力分析
柱锤对
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